分会场
高效清洁燃烧
摘要
本文结合详细化学反应机理,采用二维和三维直接数值模拟方法(DNS),在内燃机典型低温和高温条件下,探究了热扩散和湍流对化学计量比氢气/空气混合物爆轰倾向的影响机制。通过变化均方根温度波动T'、温度和速度波动的最具能量长度尺度lT和le,以及湍流速度波动u',进行了详细的参数研究。为确定燃烧模式,采用了谐振参数ξ和反应活性参数ε这两个无量纲参数。结果表明,由于热扩散的显著影响,温度梯度场在主点火之前经历了快速耗散,导致了谐振参数ξ的减小和反应活性参数ε的增加。这一现象在具有较长点火延迟时间的较低初始温度下尤为明显。由于ξ的减小和ε的增加,这些工况表现出较弱的爆轰倾向性 — 它们的点火模式从缓燃向爆轰的转捩(DDT)转变为自发着火。此外,强湍流,比如具有较快混合时间尺度τig/τt或更大的长度尺度le/lT,会增强热耗散效应,从而有效降低温度梯度水平,并改变爆轰倾向性。
关键词
氢气;爆轰;热扩散;湍流;直接数值模拟
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